Генная инженерия


Генная инженерия , также называемая генетической модификацией или генетическими манипуляциями , представляет собой прямое манипулирование генами организма с использованием биотехнологии . Это набор технологий, используемых для изменения генетического состава клеток, включая перенос генов внутри и между видами для создания улучшенных или новых организмов . Новую ДНК получают либо путем выделения и копирования интересующего генетического материала с использованием методов рекомбинантной ДНК , либо путем искусственного синтеза ДНК. Конструкция _обычно создается и используется для встраивания этой ДНК в организм хозяина. Первая молекула рекомбинантной ДНК была получена Полом Бергом в 1972 году путем объединения ДНК обезьяньего вируса SV40 с вирусом лямбда . Помимо вставки генов , этот процесс можно использовать для удаления или « выбивания » генов. Новая ДНК может быть вставлена ​​случайным образом или нацелена на определенную часть генома . [1]

Организм, созданный с помощью генной инженерии, считается генетически модифицированным (ГМ), а полученный объект является генетически модифицированным организмом (ГМО). Первой ГМО была бактерия , созданная Гербертом Бойером и Стэнли Коэном в 1973 году. Рудольф Йениш создал первое ГМО-животное, когда он ввел чужеродную ДНК мыши в 1974 году. Первая компания, специализирующаяся на генной инженерии, Genentech , была основана в 1976 году и началось производство белков человека. Генетически модифицированный человеческий инсулин был произведен в 1978 г., а бактерии, продуцирующие инсулин, поступили в продажу в 1982 г. Генетически модифицированные продукты питанияпродается с 1994 года, когда был выпущен томат Flavr Savr . Flavr Savr был спроектирован так, чтобы иметь более длительный срок хранения, но большинство современных генетически модифицированных культур модифицированы для повышения устойчивости к насекомым и гербицидам. GloFish , первый ГМО, разработанный как домашнее животное, был продан в США в декабре 2003 года. В 2016 году был продан лосось , модифицированный гормоном роста.

Генная инженерия применяется во многих областях, включая исследования, медицину, промышленную биотехнологию и сельское хозяйство. В исследованиях ГМО используются для изучения функции и экспрессии генов путем потери функции, приобретения функции, экспериментов по отслеживанию и экспрессии. Выбивая гены, ответственные за определенные состояния, можно создавать животные модели организмов болезней человека. Помимо производства гормонов, вакцин и других лекарств, генная инженерия может лечить генетические заболевания с помощью генной терапии . Те же методы, которые используются для производства лекарств, также могут иметь промышленное применение, например, производство ферментов для стирального порошка, сыров и других продуктов.

Рост коммерциализации генетически модифицированных культур принес экономическую выгоду фермерам во многих странах, но также стал источником большинства споров вокруг этой технологии. Это присутствовало с момента его раннего использования; первые полевые испытания были уничтожены активистами, выступающими против ГМО. Хотя существует научный консенсус в отношении того, что доступная в настоящее время пища, полученная из ГМ-культур, не представляет большего риска для здоровья человека, чем обычная пища, безопасность ГМ-продуктов вызывает серьезную озабоченность у критиков. Поток генов , воздействие на нецелевые организмы, контроль за кормовой базой и интеллектуальной собственностьюправа также были подняты в качестве потенциальных проблем. Эти опасения привели к разработке нормативно-правовой базы, которая началась в 1975 году. Это привело к международному договору, Картахенскому протоколу по биобезопасности , который был принят в 2000 году. Отдельные страны разработали свои собственные системы регулирования в отношении ГМО, с наиболее заметные различия происходят между США и Европой.

Генная инженерия : Процесс введения новой генетической информации в существующие клетки с целью модификации конкретного организма с целью изменения его характеристик.


Сравнение традиционной селекции растений с трансгенной и цисгенной генетической модификацией
В 1974 году Рудольф Йениш создал генетически модифицированную мышь , первое генетически модифицированное животное.
Генная пушка использует биолистику для встраивания ДНК в растительную ткань
A. tumefaciens прикрепляется к клетке моркови
Нокаутные мыши
Клетки человека, в которых некоторые белки слиты с зеленым флуоресцентным белком , чтобы их можно было визуализировать.
Продукты генной инженерии
Bt-токсины, присутствующие в листьях арахиса (нижнее изображение), защищают его от значительных повреждений, вызванных личинками мотылька кукурузного стебля (верхнее изображение). [124]